I.TujuanMenghitung dan menandai spectra vibrasi dari beberapa molekul organic menggunakan perhitungan semi empiris PM3II.Latar belakangSerapan cahaya dalam daerah inframerah dari spectrum elektromagnetik akan mengeksitasikan gerakan vibrasi.Frekuensi serapan dan intensitasnya sangat sensitive terhadap detail dari geometri molecular.Karena itu spektroskopi vibrasi digunakan untuk menentukan apakah di dalam suatu senyawa mengandung gugus fungsional tertentu.Daerah spectra finger print(di bawah 1400 cm-1) dapat digunakan untuk membandingkan apakah pada suatu sampel tidak diketahui dengan sampel standar.Jika spectra infra merah dalam daerah ini identik,dapat dikatakan bahwa 2 senyawa hampir dapat dipastikan sama.Spektra vibrasi juga bermanfaat sebagai petunjuk yang sensitif tentang perubahan baik pada geometri maupun struktur elektronik akibat adanya asosiasi molekul seperti terjadinya ikatan hydrogen atau solvasi.Dalam percobaan ini,kita akan menerapkan metode semi empiris PM3 dalam menghitung dan menandai spectra infra merah dari beberapa jenis senyawa organic.Hal ini akan menggambarkan pendekatan umum pada spectra terhitung dan sekaligus dapat mengukur kehandalan metode PM3 dalam kajian spectra vibrasi.III.Dasar teoriDaerah spektroskopi infra merah (IR) terbagi dalam daerah IR dekat,daerah IR tengah dan IR jauh.Daerah yang paling banyak digunakan untuk keperluan praktis adalah daerah IR tengah.Spektroskopi IR digunakan untuk penentuan struktur,khususnya senyawa organic dan juga untuk analisis kuantitatif seperti analisis kuantitatif untuk pencemar udara.Hubungan antara daerah spektroskopi infra merah dengan spectrum elektromagnetik bahwa panjang gelombang berbanding terbalik dengan frekuensi yaitu  v=c/lamdha.Energi berbanding langsung dengan frekuensi E=hv.Energi radiasi yang paling tinggi adalah sesuai dengan daerah spectrum sinar x,energy tersebut cukup kuat untuk memecah ikatan dalam molekul.Molekul akan tereksitasi ke tingkat energy yang lebih tinggi bila menyerap radiasi IR.Penyerapan merupakan proses kuantisasi.Hanya frekuensi tertentu dari radiasi IR akan diserap oleh molekul.Penyerapan radiasi IR sesuai dengan perubahan energy yang memiliki orde dari 2-10 kkal/mol.Radiasi dalam kisaran energy ini sesuai dengan kisaran frekuensi vibrasi rentangan dan vibrasi bengkokan dari ikatan kovalen pada kebanyakan molekul.Pada proses penyerapan,energy yang diserap akan menaikkan amplitudo gerakan vibrasi ikatan dalam molekul,hanya ikatan yang mempunyai momen dipole yang dapat menyerap radiasi IR.Tidak ada 2 molekul yang berbeda strukturnya akan punya bentuk serapan IR yang persis sama.Kegunaan dari spectrum IR adalah memberikan keterangan tentang molekul.Serapan setiap ikatan diperoleh dalam bagian-bagian kecil tertentu dari daerah vibrasi IR.Kisaran serapan yang kecil dapat digunakan untuk menentukan setiap tipe ikatan.Vibrasi rentangan asimetri terjadi pada frekuensi yang lebih tinggi bila dibandiingkan dengan frekuensi bengkokan.Ikatan yang lebih kuat akan bervibrasi pada frekuensi yang lebih tinggi bila dibandingkan dengan ikatn yang lebih lemah.Kedua,ikatan yang terjadi pada atom-atom yang lebih kecil.Ikatan rangkap 3 antara 2 atom yang sama lebih kuat dan punya frekuensi vibrasi yang lebih tinggi bila dibandingkan dengan ikatan rangkap 2 atau ikatan tunggal.Urutan kekutan ikatan sp>sp2>sp3 dan berbanding lurus dengan frekuensi vibrasi CH yang teramati.Spektrum Infra merah:Alat yang digunakan untuk menentukan spectrum serapan suatu senyawa disebut dengan spektrofotometer IR.Spektrofotometer IR dapat menentukan kekutan dan kedudukan relatif dari

semua serapan dalam daerah IR.Gambar yang menyatakan intensitas serapan lawan panjang gelombang disebut spectrum IR.Untuk mengetahui gugus fungsional dapat melihat vibrasi rentangan karakteristik dalam daerah frekuensi gugus.

IV.Prosedur kerja 1.Gambarlah molekul dengan menu draw,klik dan geser untuk membuat struktur tanpa       hydrogen.Untuk meletakkan atom O dan N ke dalam struktur,L-klik ganda pada menu   draw.Anda akan mendapatkan tabel periodic.Klik ganda pada atom yang dipilih dan tambahkan atom tersebut ke posisi yang diinginkan. Untuk membuat ikatan rangkap dua L-klik pada ikatantunggal. Dipilih Add H& Build pada menu Model Build.2. dipilih setup, semiempirical dan PM3. klik OK.3. dipilih compute dan kemudian Geometry optimization.4. jika perhitungan selesai, dipilh compute dan kemudian vibrations.5. setelah perhitungan selesai, dipilih Vibrational Spectrum.6. diklik pada Animate Vibrations dan diatur Frames 10 dan Amplitude 1.7. L-klik pada vibrasi IR-aktif.8. untuk visualisasi gerakan vibrasi dari garis dipilih, pilih OK.untukmenghentikan vibrasi \,dipilih cancel. Kemudian dipilih Compute danVibration Spectrum untuk kembali pada kotak dialog.9. untuk setiap molekul, dicari mode vibrasi yang berhubungan denganikatan yang disajikan pada table.Menggambarkan cis-2-butenaDiklik pada selection tool pada sisi kiri dan geser dari C1 ke C4. keempat karbonditandai dengan warna hijau. Dipilh menu build dan dipilh constrain bond torsiondilanjutkan dengan pilihan cis kemudian Ok. Fungsi pilihan dimatikan. Diklik ganda pada selection Tool,bentuk trans akan diubah menjadi cis.

V.Hasil Percobaan

Molekul Ikatan Bil.Gel.Eksperimental(cm-1)

Bil.Gel.Terhitung(cm-1)

Gerakan Vibrasi(stretch/bend)

Butana C-H dari CH3 2800-3000 3078.87 StretchC-H dari CH2 2800-3000 2960 StretchC-H dari CH3 1450 1409.12 Bend

Cis-2-butena C=C 1640 1880.25 StretchCsp3-H 2800-3000 3079.73 StretchCsp2-H 3000-3100 3039.72 Stretch

1-butuna C rgkp 3 C 2200 2325.16 StretchCsp-H 3300 3362.12 Stretch

Benzene C=C 1600,1500 1547.34 StretchCsp2-H 3000-3100 3085.18 Stretch

Metanol O-H 3300 3896.1 Stretch

C-O 1050 1163.65 StretchAsetaldehida C=O 1710 1983.33 Stretch

O=C-H 1700,2800 1217.54 BendAsetonitril C rgkp 3 N 2200 2461.34 StretchAsam asetat C=O 1710 1979.84 Stretch

O-H 3000 3853.48 StretchC-O 1100 1460.81 Stretch

VI.Pembahasan

Dalam percobaan spectra infra merah molekul organic ini bertujuan untukmenghitung dan menandai spectra vibrasi dari beberapa molekul organicmenggunakan perhitungan semi empiris PM3. Perhitungan PM3 ini memilkikehandalan dalam mengkaji spectra vibrasi. Karena jika dalam eksperimendilaboratorium spectra infra merah yang dihasilkan dari penyerapan energy

Tiap lekukan yang disebut gelombang atau puncak menunjukkan absorbsi dariradiasi infra merah oleh cuplikan pada frekuensi tertentu. Spektrum infra merahadalah garif dari persentase transmitan dengan kenaikkan panjang gelombangatanu penurunan frekuensi. Dari spectra ini kita diharuskan menganalisis senyawaapa yang nampak pada spectra dan juga harus menganalisis vibrasi yang mungkinpada senyawa yang dianalisis,. Analisis ini sering tidak sesuai dengan data teoriyang ada karena kemampuan penganalisis terbatas. Oleh sebab itu untukmempermudah penganalisis mengetahui vibrasi yang pada senyawa yangdianalisis, metode kimia komputasi menawarkan perhitungan semiempiris PM3.dan hasil analisis akan ditampilkan di computer.Molekul-molekul organic yang digunakan dalam percobaan ini adalah butana,cis-2-butena, 1-butuna, benzene, methanol, asetaldehida, asetonitril, dan asamasetat. Dengan mengetahui data bilangan gelombang eksperimental, maka denganperhitungan PM3 akan diketahui vibrasi yang terjadi pada ikatan senyawa yang dianalisis berikut dengan bilangan gelonbang terhitung nya.1. butanepada butane yang dicari gerakan vibrasinya yaitu 2 ikatan C-H dari CH3 danikatan C-H dari CH2. menurut bilangan gelombang eksperimen untuk ikatan C-Hdari CH3 yang pertama adalah 2800-3000 1/cm., setelah dihitung menggunakanPM3 ternyata gerakan vibrasi nya adalah strech dan ada pada daerah 3078.871/cm. sedangkan gerakan vibrasi untuk ikatan C-H dari CH2 adalah strech dan adapada daerah 2960 1/cm. dan gerakan vibrasi C-H dari CH3 juga terdapat padadaerah 1450, dan menurut perhitungan PM3 gerakan nya adalah bend dan adapada daerah 1409.12.Dilihat dari gambar spektranya, berbeda dengan eksperimen menggunakanspektroskopi. Dan ketelitian metode ini juga ditunjukkan adanya gambar gerakanvibrasi ikatan dari molekul yang dianalisis. Oleh sebab itu bilangan gelombangdengan metode PM3 ini agak berbeda dengan bilangan gelombang

eksperimennya.Selain pada butana perbedaan bilangan gelombang eksperimen denganbilangan gelombang terhitung juga terjadi pada molekul lain. Menurut bilanganeksperimen suatu ikatan dari senyawa yang dianalisis ada pada daerah tertentu,tetapi setelah dihitung dengan metode PM3 gerakan vibrasi ikatan tersebut adapada daerah yang berbeda. Walaupun angka perbedaannya tidak terlalu signifikan,tetapi cukup merepotkan peneliti untuk mencari daerah yang benar-benar sesuaidengan gerakan vibrasi ikatan tertentu. Jadi ketelitikan metode kimia komputasiini dapat dibuktikan dari adanya gerakan vibrasi.Hampir semua gerakan vibrasi ikatan senyawa yang di analisis padapercobaan ini adalah strech, hanya pada ikatan C-H dari CH3 molekul butane danO=C-H pada senyawa asetaldehida yang gerakan vibrasinya adalah bend. Danpada Cis-2-butena, ikatan Csp2-H nya ada dua bentuk yaitu strech simetris danstrech asimertis.

VI.KesimpulanDengan mengetahui data bilangan gelombang eksperimental, maka denganperhitungan PM3 akan diketahui vibrasi yang terjadi pada ikatan senyawa yang dianalisis berikut dengan bilangan gelonbang terhitung nya.

Instrumentasi Spektroskopi Infra Merah Komponen-komponen dalam instrumentasi spektroskopi infra merah meliputi: (1)

Sumber radiasi; (2) Tempat sampel; (3) Monokromator; (4) Detektor; dan (5) Rekorder. Terdapat dua macam spektroskopi infra merah yaitu spektroskopi infra merah dengan berkas tunggal (single-beam), dan spektroskopi infra merah berkas ganda (double-beam). Gambar berikut menyajikan spektroskopi infra merah dengan berkas ganda.

1.       Sumber radiasiRadiasi infra merah dihasilkan dari pemanasan suatu sumber radiasi dengan listrik sampai suhu antara 1500 dan 2000 K. Sumber radiasi yang biasa digunakan adalah Nernst Glower, Globar, dan kawat nikrom. Nernst Glower merupakan campuran oksida dari zirkom (Zr) dan Yitrium (Y) yaitu berupa senyawa ZrO2 dan Y2O3 atau campuran oksida thorium (Th) dan Cerium (Ce). Nernst Glower ini berupa silinder dilapisi platina untuk melewatkan arus listrik. Nernst Glower mempunyai radiasi maksimum pada panjang gelombang 1,4 mm atau bilangan gelombang 7100 cm-1. Globar merupakan sebatang silicon karbida (SiC) dengan ukuran diameter sekitar 5 mm dan panjang 50 mm. Radiasi maksimum Globar pada panjang gelombang 1,8 – 2,0 mm atau pada bilangan gelombang 5500 – 5000 cm-1. Kawat NIkrom merupakan campuran nikel (Ni) dan khrom (Cr). Kaawat nikhrom berbentuk spiral dan mempunyai identitas radiasi yang lebih rendah dari Nernst Glower dan Globar tetapi mempunyai umur yang lebih panjang.

2.       Tempat sampelTempat sampel atau sel tergantung dari jenis sampel. Untuk sampel berbentuk gas digunakan sel gas dengaan lebar sel atau panjang berkas radiasi 40 mm. Hal ini dimungkinkan untuk menaikkan sensitivitas karena adanya cermin yang dapat memantulkan berkas radiasi berulang kali melalui sampel. Tempat sampel untuk sampel yang berbentuk cairan umumnya mempunyai panjang berkas radiasi kurang dari 1 mm biasanya dibuat lapisan tipis (film) diantara dua keeping senyawa yang transparan terhadap radiasi infra merah. Senyawa yang biasa digunakan adalah natrium klorida (NaCl), kalsium fluoride (CaF2), dan kalsium iodide (CaI2). Dapat juga dibuat larutan yang kemudian dimasukkan ke dalam sel larutan. Wadah sampel untuk larutan disebut sel larutan. Sampel dilarutkan ke dalam pelarut organic dengan konsentrasi 1 – 5%. Pelarut organic yang biasa dipakai adalah karbon tetraklorida (CCl4), karbon disulfide (CS2) dan kloroform (CHCl3). Wadah sampel untuk sampel padat mempunyai panjang berkas radiasi kurang dari 1 mm. Pelet KBr dibuat dengan menggerus sampel dan Kristal KBr (0,1 – 2,0 % berdasarkan berat) sehingga merata, kemudian ditekan (sekitar 8 ton) sampai diperoleh pellet atau pil tipis. Bentuk pasta dibuat dengan mencampur sampel dan setets bahan pasta sehingga merata kemudian dilapiskan antara dua keeping NaCl yang transparan terhadap radiasi infra merah. Bahan pasta yang biasa digunakan adalah paraffin cair. Lapis tipis dibuat dengan meneteskan larutan dalam pelarut yang mudah menguap pada permukaan kepingan NaCl dan dibiarkan sampai menguap.

3.       MonokhromatorPada pemilihan panjang gelombang infra merah dapat digunakan filter, prisma atau grating. Seperti alat spektroskopi pada gambar di atas, berkas radiasi terbagi dua, sebagian melewati sampel dan sebagian melewati blanko (referece). Setelah itu kedua berkas sinar tersebut bergabung kembali dan keemudian dilewatkan ke dalam monokhromator. Filter biasa dgunakan untuk tujuan analisis kuantitatif, sebagai contoh dengan panjang gelombang 9,0 mm untuk penentuan asetaldehida. Filter dengan panjang

gelombang 13,4 mm untuk penentuan 0-diklorobenzena, dan filter dengan panjang gelombang 4,5 mm untuk penentuan dinitrogen oksida. Ada juga filter yang mempunyai panjang gelombang pada kisaran antara 2,5 sampai dengan 4,5 mm; 4,5 sampai dengan 8,0 mm, dan 8,0 sampai dengan 14,5 mm. Prisma yang terbuat dari kuasa digunakan untuk daerah infra merah dekat (0,8 sampai dengan 3,0 mm). Prisma yang paling umum digunakan adalah terbuat dari Kristal natrium klorida dengan daerah frekuensi 2000 sampai 670 cm-1 (atau 5 – 15 mm). Contoh prisma lainnya adalah Kristal kalium bromide dan cesium bromide yang sesuai untuk daerah spectrum infra merah jauh yaitu pada kisaran 15 – 40 mm. Kristal LiF juga dapat digunakan untuk daerah spectrum infra merah dekat yaitu pada panjang gelombang antara 1 – 5 mm. Grating umumnya memberikan hasil yang lebih baik daripada prisma. Biasanya grating dibuat dari gelas atau plastic yang dilapisi dengan aluminium.

4.       DetektorSetelah radiasi infra merah melewati monokhromator, kemudian berkas radiasi ini dipantulkan oleh cermin dan akhirnya ditangkap oleh detector. Detektor pada spectrometer infra merah merupakan alat ayang bisa mengukur atau mendeteksi energy radiasi akibat pengaruh panas. Berbeda dengan jenis detector lainnya (misalnya phototube), pengukuran radiasi infra merah lebih sulit karena intensitas radiasi rendah dan energy foton infra merah juga rendah. Akibatnya signal dari detector infra merah keecil sehingga dalam pengukurannya harus diperkuat.Terdapat dua macam detector yaitu thermocouple dan bolometer. Detektor yang paling banyak digunakan dalam spektrofotometer infra merah adalah thermocouple. Detektor thermocouple merupakan alat yang mempunyai impedans tinggi. Detektor thermocouple terdiri dari dua kawat halus yang terbuat dari logam seperti platina (Pt) dan perak (Ag) atau antimony (Sb) dan bismuth (Bi). Energi radiasi infra merah akan menyebabkan terjadinya pemanasan pada salah satu kawat dan panasnya ini sebanding dengan perbedaan gaya gerak listrik yang dihasilkan dari kedua kawat. Bolometer merupakan semacam thermometer resistans yang terbuat dari kawat platina atau nikel. Dalam hal ini akibat pemanasan akan terjadi perubahan tahanan pada bolometer sehingga signal menjadi tidak seimbang. Signal yang tidak seimbang ini kemudian diperkuat sehingga dapat dicatat atau direkam.

5.       RekorderSignal yang dihasilkan dari detector kemudian direkam sebagai spectrum infra merah yang berbentuk puncak-puncak serapan. Spektrum infra merah ini menunjukkan hubungan antara absorban dan frekuensi atau bilangan gelombang atau panjang gelombang. Sebagai absis adalah frekuensi (cm-1) atau panjang gelombang (mm) atau bilangan gelombang (cm-1), dan sebagai ordinat adalah transmitan (%) atau absorban. Cara Penanganan CuplikanPenanganan cuplikan tergantung pada wujud cuplikan gas, cair atau padatan.

a.       GasDimasukkan dalam sel gas, yang menghadap langsung ke sumber sinar IR. Wadah (sel gas) tidak menyerap sinar pada gelombang IR.

b.      CairanCairan diteteskan pada pelat NaCl berupa film tipis, dan bila larutannya berair harus cepat-cepat dikeringkan agar pelat NaCl tidak rusak. Namun untuk larutan berair biasanya digunakan pelat CsI dan CaF2. Pelarut organic yang umumnya digunakan

adalah yang tidak mengandung gugus fungsi utama agar jangan mengganggu analisa seperti toluene, heksana, kloroform, dll.

c.       PadatanAda tiga cara untuk menangani cuplikan padatan

-          Pelet KbrMenumbuk cuplikan (0,1 – 2,0 %) dengan KBr kemudian ditekan dalam setakan hingga membentuk pellet KBr.

-          Mull atau PastaMencampur cuplikan dengan minyak pasta kemudian dilapiskan pada dua keeping NaCl.

-          Lapisan tipisPadatan dilarutkan dalam pelarut yang “volatile” kemudian diteteskan pada peleet NaCl. Bila pelarut sudah menguap maka akan diperoleh lapisan tipis pada pelat.

Langkah-langkah dalam Mengidentifikasi Spektrum Infra Merah

Untuk memudahkan dalam menginterpretasi dari spectra infra merah, langkah-langkah yang digunakan sebagai pedoman adalah sebagai berikut:

-          Tahap 1Lihat puncak absorban dari gugus karbonil (C = O) pada kisaran 1600 – 1800 cm-1.

-          Tahap 2Bila ada gugus karbonil, maka lanjutkan periksa:1.    Asam karboksilat (OH) pada 1500 – 3000 cm-1 (sedang)

2.       Amida (NH) pada frekuensi 3100 – 3500 cm-1 (sedang)3.       Ester (C – O) pada frekuensi 1000 – 1300 cm-1 (tajam)4.       Aldehida (CH) pada frekuensi 2700 – 2800 cm-1 (lemah) dan 2800 – 2900 cm-1 (lemah)5.       Anhidrida (C = O) pada frekuensi 1760 cm-1 (tajam) dan 1810 cm-1 (tajam)6.       Keton

Keton alifatik mempunyai frekuensi pada 1715 cm-1, dan metal keton memberikan serapan kuat pada frekuensi dekat 1400 cm-1.

-          Tahap 3Bila tidak ada gugus karbonil, maka periksa gugus alcohol (OH) pada frekuensi 3300 – 3600 cm-1 (sedang), gugus amida (NH) pada frekuensi 3500 cm-1, dan gugus ester (C – O) pada frekuensi 1000 – 1300 cm-1 (tajam)

-          Tahap 4Ikatan rangkap dua, mula-mula periksa gugus alkena (C = C) pada frekuensi 1600 – 1680 cm-1 (sedang), kemudian gugus aromatic (C = C) pada frekuensi 2100 – 2250 cm-1 (sedang).

-          Tahap 5Ikatan rangkap tiga, pertama periksa nitril (C º N) pada frekuensi 2240 – 2260 cm-1 (sedang-tajam), dan gugus alkuna (C º C) pada frekuensi 2100 – 2250 cm-1 (lemah-tajam)

-          Tahap 6Periksa adanya gugus nitro (R – NO2) yang mempunyai dua puncak serapan tajam yaitu pada frekuensi 1500 – 1600 cm-1 dan 1300 – 1390 cm-1.

-          Tahap 7Bila tidak ada semua gugus fungsional tersebut di atas, periksa adanya hidrokarbon dengan puncak serapan pada frekuensi sekitar 3000 cm-1.

 I.            Tujuan

Menyelidiki stabilitas beberapa karbokation dan pengaruh hiperkonjugasi terhadap panjang ikatan dan kerapatan muatan menggunakan perhitungan semiempiris AM1II.            Dasar teori

Karbokation menunjukkan satu dari sangat penting dan sering dijumpai dari jenis zat antara yang terlibat dalam reaksi senyawa organic.Stabilitas relative karbokation dapat dijadikan indikasi untuk keberadaannya dalam reaksi yang sedang berlangsung.Banyak cara yang dapat dilakukan untuk menjelaskan kestabilan karbokation,salah satunya adalah hiperkonjugasi.

Hiperkonjugasi melibatkan tumpang tindih antara suatu ikatan(orbital ikatan)denga orbital p yang kosong yang terdapat pada atom karbon yang bermuatan positif.Walaupun gugus alkil yang terikat pada atom karbon positif tersebut dapat berputar,satu dari ikatan sigma selalu sebidang dengan orbital p kosong pada karbokation.Pasangan electron pada ikatan sigma ini disebarkan pada orbital p kosong sehingga mestabilkan atom karbon yang kekurangan electron.

Kita dapat memikirkan fenomena hiperkonjugasi seperti yang kita jumpai dalam bentuk klasik.Sebagai contoh bahwa isopropyl kation distabilkan oleh hiperkonjugasi menghasilkan beberapa bentuk resonansi.

Hiperkonjugasi akan meningkatkan order ikatan dari ikatan CC(lebih bersifat ikatan rangkap) dan akan berakibat memendekkan ikatan CC.Fenomena yang terjadi adalah melemahnya dan memanjangnya ikatan CH yang dinyatakan dengan kerapatan electron pada orbital p kosong.Akhirnya muatan positif yang signifikan akan dipindahkan kepada atom H yang terlibat dalam hiperkonjugasi.III.            Prosedur kerjaLangkah awal adalah menggambarkan dan mengoptimasi beberapa karbokation yaitu t-butil,sek-butil dan n-butil.Langkah awal adalah menggambarkan hidrokarbon dan menghilangkan 1 atom H yang terikat pada atom karbon untuk menghasilkan karbokation.

1.      Digunakan menu draw untuk menggambarkan isobutana2.      Klik pada build dan kemudian add H & model build3.      Gunakan menu selection dan hapus atom H sesuai dengan karbokation yang akan digambar4.      Klik setup dan kemudian semi empiris 5.      Klik AM1 dan kemudian options6.      Atur total charge pada 1 dan spin multiplicity pada 1(semua spin terpasangkan)7.      Dilakukan optimisasi dengan memilih compute dan kemudian geometry optimization8.      Setelah perhitungan selesai,catat panas pembentukannya.

IV.            Hasil1.      Dicatat panjang ikatan CC,semua panjang ikatan Csp3-H(karbon Csp3 terikat pada karbon Csp2)dan

semua sudut antara pusat karbon Csp2.

Karbokation Panjang ikatan              C-C(A)

Panjang ikatan   Csp3-H(A)           

Sudut terhadap Csp2

t-butil C2-C1=1,45553 C1-H=1,12343 CCC=119,992C2-C3=1,45529 C1-H=1,13391C2-C4=1,45538 C1-H=1,12344

Sek-butil C1-C2=1,43826 C1-H=1,13685 CCC=123,285C2-C3=1,44336 C1-H=1,13325 CCH=109,388

C3-C4=1,50814 C1-H=1,12073n-butil C1-C2=1,411655 C2-H=1,15075 CCH=121,281

C2-C3=1,51633 C2-H=1,15080 HCH=117,129C3-C 4=1,50755

2.      Dicatat kerapatan muatan setiap karbokationt-butil Sek-butil n-butilC1-H=0,169 C1-H=0,123 C2-H=0,249C1-H=0,169 C1-H=0,132 C 2-H=0,249C1-H=0,201 C1-H=0,219

C3-H=0,061C3-H=0,043

3.      Dicatat panas pembentukan untuk setiap karbokation berikutKarbokation Panas pembentukant-butil 174,6198143Sek-butil 63,86307817n-butil 183,8137268

V.            Pembahasan Percobaan ini bertujuan untuk menyelidiki stabilitas beberapa karbokation dan pengaruh

hiperkonjugasi terhadap panjang ikatan dan kerapatan muatan menggunakan perhitungan semi empiris AM1.

Perhitungan semiempiris AM1 ini lebih mudah dan cepat dalam mengelolah data perhitungan dibandingkan dengan metode ab initio. Metode ini digunakan untuk mencari panjang ikatan, sudut ikatan, dan energi ikat dari molekul yang dianalisis.

Panjang ikatan C-H yang terlibat hiperkonjugasi akan bernilai lebih besardaripada yang tidak terlibat konjugasi. Hiperkonjugasi akan memanjangan ikatan C-Hyang ditandai perubahan kerapan elektron pada orbital p. Atom H yang terlibathiperkonjugasi akan selalu ditarik oleh orbital p kosong. Akibat dari tarikan ini makaatom H akan lebih menjauh dari atom C dan akan memperpanjang ikatannya. Muatanpada atom H yang terlibat hiperkonjugasi akan lebih besar daripada yang tidakmengalami hiperkonjugasi.karena muatan positif pada atom karbon dipindahkan keatom H yang terlibat hiperkonjugasi. t-butilHiperkonjugasi akan meningkatkan order ikatan dari ikatan C-C dan akanberakibat terjadinya pemendekkan ikatan C-C. Panjang ikatan C-C yang terlibathiperkonjugasi lebih pendek daripada yang tidak terlibat hiperkonjugasi. Hal inidikarenakan hiperkonjugsi yang melibatkan tumpang tindih antara suatu ikatandengan orbital p yang kosong yang terdapat pada atom karbon yang bermuatan positif.            Satu ikatan sigma pada gugus alkil selalu sebidang dengan orbital p kosong padakarbokation. Pasangan elektron pada ikatan sigma ini disebarkan ke orbital p kosongsehingga menstabilkan atom karbon yang kekurangan elektron.            Sudut terhadap Csp2 pada karbokation t-butil lebih kecil dibandingkan padakarbokation sek-butil dan n-butil. Karena pada karbokation sek-butil terjadi deviasisudut ikatan, dima atom C yang terlibat hiperkonjugasi mengalami tarikkan sehinggasudutnya menjadi lebih besar dari hibridisasi. Sedangkan untuk atom C yang tidakterlibat hiperkonjugasi tidak mengalami tarikkan dengan antar atom C.

            Berdasarkan pada uji panas pembentukkan ketiga karbokation ini, dapatdikatakan bahwa karbokation t-butil memiliki panas pembentukan yang lebih kecildibandingkan dengan sek-butil dan n-butil. Hal ini bekaitan dengan kestabilankarbokation tersebut. Karbokation t-butil lebih stabil sehingga untuk menangkapnukleofil membentuk suatu senyawa baru tidak memerlukan energi yang besar.Sedangkan karbokation n-butil sangat tidak stabil, sehingga nukleofil sulit untukmasuk kedalam karbokation dan membentuk senyawa baru. Oleh sebab itu energiyang diperlukan besar.             Berdasarkan pada nilai panas pembentukannya maka dapatdikatakan bahwa urutan kestabilan karbotion t-butil lebih besar dari sek-butil lebihbesar dari n-butil. Selain itu kestabilan karbokation juga dipengaruhi oleh seberapabanyak atom karbon yang terlibat dalam hiperkonjugasi. Pada t-butil, ketiga atomkarbon terlibat dalam hiperkonjugasi. Pada sek-butil yang terlibat hiperkonjugasihanya 2 atom C dan ada satu gugus alkil yang tidak terlibat dalam hiperkonjugasi.Sedangkan pada n-butil hanya satu gugus alkil yang terlibat dalam hiperkonjugasi.Sehingga pada t-butil pasangan elektron ketiga gugus alkilnya tumpang tindih denganorbital p yang kosong pada atom C bermuatan positif. Dan ini juga yang menstabilkanatom karbon yang bermuatan negatif. Sedangkan pada n-butil hanya 1 gugus alkilyang memberikan pasangan elektronnya untuk disebarkan pada orbital p kosong danini menyebabkan n-butil sangat tidak stabil.Kesimpulan

1)      Panjang ikatan C-H yang mengalami hiperkonjugasi lebih besar daripada yang tidak                  mengalami hiperkonjugasi.

2)      Panjang ikatan C-C yang terlibat hiperkonjugasi lebih kecil daripada yang tidak                  mengalami hiperkonjugasi.

3)      Sudut ikatan pada atom C yang terlibat hiperkonjugasi mengalami deviasi dari sudut                  ikatan hibridisasi.

4)      Berdasarkan panas pembentukan karbokation maka, Urutan kestabilan karbokation :                  t-butil> sek-butil > n-butil.DAFTAR PUSTAKA

Fessenden & Fesenden.1986.Kimia Organik.Jilid1.Edisi 3.Erlangga.Jakarta. hal:172

Pranowo.1990.kimia komputasi.UGM press;Yogyakarta